DE964262C - Ionisationskammer, insbesondere fuer Belichtungsautomaten roentgendiagnostischer Untersuchungsgeraete - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 23. MAI 1957

M 25343 VIIIc/2ig

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ionisationskammer, wie sie beispielsweise bei den in der Röntgendiagnostik benutzten Belichtungsautomaten in Anwendung kommen kann, und zwar zeigt die Erfindung einen Weg, auf dem es möglich ist, durch einfache Mittel die Anzeige der Ionisationskammer praktisch unabhängig von der Dichte des im Kammerraum befindlichen Gases zu machen.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Ionisationskammer, insbesondere für Belichtungsautomaten röntgendiagnostischer Untersuchungsgeräte, bei der die Wände bzw. die Elektroden aus einem Werkstoff mit gegenüber luftäquivalentem Material höherer Ordnungszahl bestehen, zwecks Erzielung einer von der Gasdichte im Kammerraum unabhängigen Messung der Anteil der direkten Ionisation im Füllgas gegenüber dem Anteil der indirekten Ionisation durch aus der Wand ausgelöste Elektronen klein gemacht, indem der Wand- bzw. Elektrodenabstand möglichst annähernd so groß und nicht kleiner gewählt ist als die größte im praktischen Betrieb vorkommende Reichweite der aus den Flächen hoher Elektronenemission ausgelösten Elektronen bei der niedrigsten vorkommenden Dichte des Füllgases.

Es ist bereits bekannt, durch geeignete Wahl des Kammerwandmaterials die Wellenlängenabhängigkek von Ionisationskammern an die des foto-

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grafischen Materials anzupassen. Demgegenüber schafft die Erfindung die Möglichkeit, bei einer Ionisationskammer, bei welcher die Wellenlängenabhängigkeit des Ionisationsstromes mit Hilfe der erwähnten Maßnahme verändert worden ist, zu erreichen, daß Änderungen der Dichte des Füllgases bzw. Änderungen des Elektrodenabstandes die Ionisationsströme sehr viel weniger beeinflussen als es bisher der Fall war. Atmosphärische Druck-Schwankungen und die mechanische Verformbarkeit der Kammerwände können bei Ionisationskammern nach der Erfindung das Meßergebnis praktisch nicht beeinflussen.

Der durch Röntgenstrahlung erzeugte Strom in einer Ionisationskammer ist im allgemeinen der Masse des in der Kammer befindlichen Gases proportional. Soll nun der Ionisationsstrom unabhängig von den atmosphärisch bedingten Dichteschwankungen sein, so ist es notwendig, das Ioniao sationsvolumen gasdicht abzuschließen. Die Herstellung solcher gasdichten Kammern wird nun aber um so schwieriger, je größer das einzuschließende Gasvolumen ist, je dünner die Wände der Ionisationskammer aus anderen Gründen sein as müssen und je größere Anforderungen an die Volumenkonstanz der Kammer gestellt werden.

Man hat bisher bei der Messung von Röntgenstrahlen meist Ionisationskammern mit Wänden aus luftäquivalenten Material benutzt. Dagegen werden die Ionisationskammern, die als Meßorgan für Belichtungsautomaten in der Röntgendiagnostik dienen, aus flachen Kammern mit metallischen bzw. metallisierten Kammerwänden hergestellt. Durch die letztere Maßnahme läßt sich eine andere Wellenlängenabhängigkeit des Ionisationsstromes als bei Kammern von luftäquivalenten Wänden erreichen. Wie bereits erwähnt wurde, ist es möglich, durch eine entsprechende Wahl des Wandmaterials in einem gewissen Qualitätsbereich der Röntgenstrahlung praktisch die gleiche Abhängigkeit zu erreichen, wie sie der Röntgenfilm mit einer Verstärkungsfolienkombination zeigt. Die als Kammermaterial verwendeten Metalle senden bei der Bestrahlung mehr Elektronen aus als die Stoffe niedrigerer Ordnungszahlen, die für die Herstellung luftäquLvalenter Wände benutzt werden. Dadurch ergibt sich in solchen Kammern ein größerer Ionisationsstrom als in Kammern mit luftäquivalenten Wänden, und es kann daher der an sich kleine Ionisationsstrom mit weniger empfindlichen Meßgeräten gemessen werden.

Wählt man als Wandmaterial ein Metall mit nicht zu niedriger Ordnungszahl, so wird der wesentliche Anteil der im Gasraum erzeugten Ionen durch Elektronen erzeugt, die in dem Metall der Wand ausgelöst wurden und nur ein geringer Anteil durch Elektronen, die im Gasvolumen selbst durch die Strahlung ausgelöst wurden.

Bei Röntgenstrahlen mit Wellenlängen von mehr als etwa o,i Ä geht bei Stoffen mit einer Ordnungszahl ^ 26 (Eisen) praktisch die gesamte Absorption durch den Fotoeffekt vor sich. Die kinetische Energie der Fotoelektronen ist um den Betrag der Bindungsenergie kleiner als die Energie der Röntgenquanten. Diese Elektronen haben eine bestimmte praktische Reichweite, die sich nahezu unabhängig von der bremsenden Substanz in mg/cm² ausdrücken läßt. Die bremsende Substanz ist Luft oder ein anderes Gas.

Macht man den Abstand der Kammerwände aus hochatomigem Material größer als die erwähnte praktische Reichweite der in den Wänden ausgelösten Elektronen, so werden diese in dem Kammervolumen vollständig abgebremst und die Zahl der von ihnen erzeugten Ionen ist unabhängig von der Dichte der Luft in der Ionisationskammer, solange diese einen bestimmten von der Energie der Elektronen und von dem Abstand der Wände abhängigen Wert nicht unterschreitet. Nur die Anzahl der durch die Absorption von Röntgenstrahlen im Luftvolumen der Kammer direkt erzeugten Elektronen bleibt dichteproportional.

Ionisationskammern nach der Erfindung kommen insbesondere in Betracht für Belichtungsautomaten, die in der Röntgendiagnostik, vor allem bei der Schirmbildfotografie, benutzt werden, um die Röntgenstraihlendosis, die der Leuchtschirm oder der Film diurch denPatienten hindurch erhalten, zu messen. Erreicht die Dosis einen bestimmten Wert, so wird der Röntgenapparat automatisch abgeschaltet. Für dieses Anwendungsgebiet ist in der Zeichnung die Anordnung der flachen Ionisationskammer ι zwischen der Streustrahlenblende 2 und dem Leuchtschirm 3 schematisch dargestellt. Mit 4 ist der Fokus und mit 5 der Patient bezeichnet. Bestrahlt man beispielsweise eine Ionisationskammer, die aus zwei parallelen Kupferelektroden i_a, i_b im Abstand von 20 mm besteht, mit einer durch etwa 10 mm Aluminium gefilterten Röntgenstrahlung von 70 kV Gleichspannung, so ergeben sich weniger als 20 % der gesamten Ionen aus der direkten Ionisation im Füllgas. Ändert sich nun die Dichte des Füllgases, beispielsweise der Luft, im Innenraum der nach außen offenen Kammer infolge atmosphärischer Druckschwankungen um 10%, so ändert sich der resultierende Ionisationsstrom nur um etwa 2%. Eine solche Änderung kann aber für viele Zwecke, insbesondere auch bei Ionisationskammern für Belichtungsautomaten, als vernachlässigbar angesehen werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Ionisationskammer, insbesondere für Belichtungsautomaten röntgendiagflostischer Untersuchungsgeräte, bei der die Wände bzw. Elektroden aus einem Werkstoff mit gegenüber luftäquivalentem Material höherer Ordnungszahl bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer von der Gasdichte in dem mit demAußenraum in Verbindung stehen- iao den Kammerraum unabhängigen Messung der Anteil der direkten Ionisation im Füllgas gegenüber dem Anteil der indirekten Ionisation durch aus der Wand ausgelöste Elektronen klein gemacht ist, indem der Wand- bzw. Elektrodenabstand möglichst annähernd so groß und nicht

   kleiner gewählt ist als die größte im praktischen Betrieb vorkommende Reichweite der aus den Flächen hoher Elektronenemission ausgelösten Elektronen bei der niedrigsten vorkommenden Dichte des Füllgases.
2. 2. Ionisationskammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kammerwände bzw. die Elektroden Materialien mit einer Ordnungszahl von etwa 26 oder höher benutzt sind.
3. 3. Ionisationskammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwände bzw. Elektroden aus Kupfer bestehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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